用于电器照明的模块化照明器的制作方法

本发明申请是申请日为2014年6月20日、申请号为201480035307.3的中国专利申请的分案申请。

本发明涉及一种用于照明应用的照明器。更具体而言，本发明涉及细长轮廓的模块化照明器，其可以在诸如冰箱的各种电器应用中使用。

背景技术：

存在开发简单高效的用于在诸如冰箱、烤箱、洗衣机和烘干机、以及洗碗机的电器的各方位和位置中应用的照明的持续需求。

技术实现要素：

本发明提供了一种模块化和细长轮廓的用于电器中照明的照明器。本发明的照明器包括：其上具有多个光源的印刷电路板、用于聚焦并引导由光源发出的光的透镜以及可以定位透镜和电路板或将透镜和电路板连接在一起的壳体。壳体也可以用作照明器的一个组成部分、例如作为反射器。在一些实施例中，照明器集成到搁板或抽屉中，使得搁板或抽屉的一部分用于照明器组件。照明器可以可拆卸地连接到搁板或抽屉、永久连接到其上或包封在搁板或抽屉的框架中。

在一个实施例中，本发明提供了一种照明器，其包括：在其上具有一个或多个光源(例如发光二极管)的板(例如印刷电路板)、与板连接用于扩散或引导由光源发射的光的透镜、和提供光的附加的引导或扩散和/或有助于照明器连接至搁板组件的壳体。所述板可以通过粘合剂或其他物理连接方法、例如卡扣而连接到透镜和/或壳体。照明器可以永久地或可拆卸地连接到搁板组件的玻璃搁板面板和/或框架。

在另一实施例中，本发明提供了一种其中具有一体成形的照明器的搁板组件，其是指照明器与搁板组件形成为单一部件。搁板组件包括玻璃搁板面板、连接到其边缘的框架、以及包封在框架中的光源组件。光源组件包括其上具有至少一个光源的板、以及连接到板用于扩散或引导由二极管发出的光的透镜。

在另一实施例中，本发明提供了一种搁板组件，其包括具有顶面和底面的搁板面板、以及连接到所述底面的照明器。照明器包括在其上具有多个光源的电路板、以及连接到电路板并至少部分地包封电路板的透镜，使得所述电路板和所述透镜分别接触搁板面板的底面。透镜引导从电路板发出的光朝向搁板面板。

附图说明

图1和2示出了本发明的照明器的第一实施例。

图3-16d和示出了本发明的照明器的第二实施例。

图17-35和示出了本发明的照明器的第三实施例。

图36示出了本发明的照明器的第四实施例。

图37-39示出了本发明的照明器的第五实施例。

图40-41示出了本发明的照明器的第六实施例。

图42-43示出了本发明的照明器的第七实施例。

图44示出了本发明的照明器的第八实施例。

图45和46示出了本发明的照明器的第九实施例。

具体实施方式

本发明提供了一种称为“照明器”的照明模块，用于电器中的一个或多个玻璃搁板或内部空间的照明。在一个实施例中，电器是一台冰箱。优选地，本发明的照明器是模块化的，并且可以以各种方式与搁板一起使用。如将在下文更详细讨论的，照明器可以可拆卸地或永久地连接到搁板单元而集成到搁架单元中，或适应于特定的搁板大小或尺寸。这允许在各种不同的应用中使用本发明的照明器。

参见附图、特别是图1，示出了本发明的照明器并标为附图标记10。在图1中，为便于描述，照明器10示出为附接到搁板2的底面。如下文更详细讨论的，照明器10可以以几种不同的应用和配置来使用。

照明器10包括印刷电路板(pcb)20、透镜30和壳体40。印刷电路板20沿其长度具有多个光源、例如发光二极管(led)22。发光二极管22可以与电源连通。当激发时，发光二极管22提供光以照亮搁板2。透镜30和壳体40提供将由发光二极管22发出的光引导回搁板2或安装搁板2的空间内部中的光学器件。壳体40的尺寸和形状可以是确保照明器10至搁板2的牢固连接。

图2示出了安装在具有面板2和侧支架4的搁板组件1中的照明器10的分解图。电源总线50可以在搁板组件1的后部，以便为照明器10提供电源。也可以通过托架4或沿面板2的长度布置的电线或导线(未示出)为照明器10提供电能。感应功率耦合器也可以用来为照明器10提供电能。位于或密封于支架4和面板2之间的导电化合物、机械互连部件或者导电材料(未示出)可以有助于这些电能连接中的任一个。导电材料可以是单面胶带、垫片材料等等。可以添加附加部件、例如密封元件或润滑剂。这些电源的布置和导电材料在下文中更详细地讨论。

面板2和随后的实施例的面板可以是玻璃、金属、塑料、木材、或任何其他合适的结构材料，其可以粘合或附着到支架4。面板2可以是平的，或者也具有弯曲或弧形的边缘。面板2和支架4之间的粘合或连接可以通过可固化粘合剂、双面压敏粘合剂或胶带、其他类型的粘合剂或胶带、包胶、机械紧固件、或其它方法。如果面板2由导电材料、例如金属制成，支架4应当与面板2绝缘。然后面板2和支架4之间的附着介质可以用作连接面板2和支架4并提供电隔离或绝缘的双重目的。

支架4以及下文所述的任一实施例中的支架可以具有涂层。该涂层可以提供装饰和耐腐蚀性。涂层也用于为通过支架4传导的电能绝缘支架4的金属。涂层可以是粉末涂层、液体涂料、另一类型的涂料或其它合适的涂层。如下文更详细讨论的，支架4上到照明器10的连接点处以及电源(例如总线50)处的暴露或遮盖的互连区域有助于电能传导。

在照明器10和所有下文所述的其它实施例中，印刷电路板(在本实施例中为印刷电路板20)可以通过可固化粘合剂、双面压敏粘合剂或胶带、其他类型的粘合剂或胶带、包胶、机械紧固件、或其它方法连接到基板、例如面板2。这些连接方法可以提供密封印刷电路板20远离环境、静电放电(esd)、污染物或人的触摸并且在结构上将印刷电路板20连接到基板的双重功能。

一种实现上文刚刚讨论的密封和连接功能的方法是通过使用透镜30来将印刷电路板20连接或包围到搁板面板2。参见图1，透镜30可以具有凹槽32和唇部34。当将印刷电路板20连接到或包围到面板2时，印刷电路板20可以在凹槽32内。唇部34围绕印刷电路板20并且也接触面板2。以这种方式，透镜30密封印刷电路板22防止如上所述的外部的污染物。透镜30因此兼作为印刷电路板20提供保护并引导由此发出的光的结构元件。

照明器10是具有细长轮廓的模块。因此，照明器10可以适应于多种类型的抽屉和搁板配置。由于简化的结构，它也易于装配并且价格低廉。在一些实施例中，如下文进一步详细讨论的，照明器10被集成到搁板中，使得搁板或搁板框架本身起到透镜30或壳体40的功能，从而省去了对这些组件中的一个或两者的需求。这些特征将本发明的照明器与现有技术的照明器区分开来。现有技术的照明器通常需要繁琐的壳体组件，其具有另外的部件、例如紧固件，所有这些部件必须连接到或包围玻璃搁板面板。这显著增大了最终的搁板组件的轮廓或尺寸。相比之下，通过本发明的照明器，搁板组件的整体轮廓或尺寸不显著改变。此外，如下文更详细地讨论的，它们可以很容易地适应于许多不同类型的应用。

参见图3-16d，示出了根据本发明的照明器的第二实施例的搁板组件100，标为附图标记110。在图3-16d中，照明器110被包封到搁板组件100的框架中。搁板组件100具有面板102、侧支架104和前部框架106。图3-16d示出了照明器110的各部件，而图13和16a详细示出了完全组装的照明器110。

参见图7-8，照明器110具有透镜130，其可以由例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)的材料模塑而成。如图10所示，印刷电路板120可以通过粘合剂、例如压敏粘合剂或双面胶固定到透镜130。也可以采用将印刷电路板120保持或连接到透镜130的其它方法，包括物理保持部件、例如按扣或钩，以及将印刷电路板120插入或包胶模制(overmold)到透镜130中。如图11和13所示，印刷电路板120和透镜130的组件通过粘合剂(例如，可uv固化粘合剂、可热固化粘合剂、可湿固化粘合剂、导电粘合剂、双面粘合剂或压敏粘合剂)沿其前边缘固定到面板102上。接着，如图12和13所示，前部框架106被包胶模制或包封到面板102的前边缘上，印刷电路板120和透镜130在所述前边缘处连接。

图3-16d所示的搁板组件100的实施例中，照明器110与搁板组件100一体成形。如上所述，这在成本和装配方面具有显著优点，因为可以省略部件。具体而言，照明器110不需要壳体，如在照明器10中那样。而是，前部框架106兼作为用于搁板组件100的框架以及作为将印刷电路板120和透镜130固定适当位置的壳体。在该实施例和其他实施例中，框架106也可以提供从印刷电路板120发出的光的反射或者涂覆有反射表面。如果使用透明的框架材料，框架106也可以兼作透镜130。透明的框架106可以具有出于反射目的而涂覆的金属膜。此外，尽管框架106被描述为包封照明器110，框架106也可以卡扣装配或粘接到面板102。

如图9所示，印刷电路板120可以在其上具有发光二极管122的布置。发光二极管122为搁板组件100提供照明以及通过透镜130和/或框架106散射、扩散或反射。印刷电路板120还具有接口124。接口124是印刷电路板120的将发光二极管122设置与电源电连接的区域，如下文更详细描述的。接口124可以是平面或凸起的金属接触件、或导电带、液体或泡沫、或与印刷电路板120固定或集成的任何导电部件。影响或有利于电连接的任何材料是合适的。

如图13所示，透镜130可以具有主区域132和第二区域134。当组件100被安装并且由绝缘材料制成时主区域132覆盖并保护印刷电路板120。第二区域134设计成覆盖印刷电路板120的接口124，并因此可以具有更平的轮廓。第二区域134可以具有孔135，以便为接口124留下开放的空间。在一个实施例中，第二区域134由绝缘材料制成，类似于主区域132。可替代地，第二区域134可以由导电材料制成，以实现接口124和电源之间的电连接。用于第二区域134的导电材料可以是导电塑料、胶带、液体、凝胶、泡沫、或其组合。

照明器110也可以具有附加的接触垫(未示出)，以便有助于和保持接口124、透镜130和电源之间的连接。接触垫可以由导电化合物、例如焊料或其它导电液、凝胶、或胶带制成。接触垫可以连接到或应用到支架104、透镜130、或印刷电路板120的任一个或全部。当第二区域134是导电的或绝缘的时，可以使用接触垫。

如图13所示，框架106可以在其底面上具有间隙107，通过间隙107可以接触印刷电路板120上的接口124。因此，当搁板组件100通过将支架104粘附到如图15、16a和16b所示的面板102而放在一起时，侧支架104上的导电区域105(示于图14)通过接触垫接触接口124。如果支架104是粉末涂覆的或以其它方式绝缘的，区域105是暴露的导电区域，以确保与接口124的适当的电能连接。通过该连接，印刷电路板120上的发光二极管122供电照明。

如图16b-16d所示，支架104可以连接到支撑导轨150。此外，如果支架104是涂层或绝缘的，它们可以在到导轨150的连接点152处具有暴露的导电区域。该连接点152允许电能从电源(未示出)通过上述的连接传输通过支架104并且传输到印刷电路板120。在连接点152处可以具有围绕支架104的附加的垫、夹、或覆盖物(未示出)。在使用期间搁板104和导轨150中的任一个被摇动或移动的情况下，该垫、夹、或覆盖物将保持搁板104和导轨150之间的连接。

在图17-35所示的搁板组件200的实施例中，照明器210连接到搁板组件200(如特别是图31所示)。其中，照明器110用包封连接到搁板组件100并使用框架106作为其壳体和/或反射器的一部分，照明器210通过单独形成的结构元件连接到搁板组件200。框架206用来保护照明器210远离环境条件，并提供了成品的外观，但照明器210的各部件以下文所述的方式独立地形成、连接和组装。照明器210具有印刷电路板220和透镜230，其以与之前的实施例的其类似编号的部件类似的方式作用并且以类似的方式连接到彼此。如图25和31所示，照明器210还具有模制在透镜230上方的反射器240。反射器240用于将印刷电路板220发射的光引导回目标区域中。

如图22和23所示，照明器210还可以具有接触垫238，以促进和维持接口224、透镜230和电源之间的连接。垫238可以由导电化合物、例如焊料或其它导电液、凝胶、或胶带制成。垫238可连接或应用到支架204、透镜230、或印刷电路板120中的任一个或全部。当透镜230的第二区域234是导电的或绝缘的时，可以使用垫238。如上所讨论的，类似的接触垫可以与照明器110一起使用。

搁板组件200具有前部框架206，其中后者示于图26和27。前部框架206可以被挤压、模制或者由其它工艺制造。它可以由金属(例如铝)、塑料或其它合适的材料制成。框架206可以在其上具有用于容纳面板202的边缘的凹槽207。框架206可以用粘合剂、例如先前所述的那些粘合剂中的任一个(图28和29)固定到面板202。如图30和31所示，照明器210粘附到面板202的下侧，邻近框架206。也可以采用将框架206粘合到面板202的其他方法。

如图31所示，透镜230和反射器240不一直延伸到面板202的边缘，使得印刷电路板220的接口区域222被暴露。类似于照明器110和接口124，当搁板组件200通过将支架204粘附到如图35所示的面板202而放在一起时，侧支架204(图32)上的导电垫205(示于图32)接触图35的接口区域222。通过该连接，印刷电路板220上的发光二极管供电照明。

图36示出了安装用于冰箱内部的顶部照明的照明器310。照明器310的细长轮廓使得其可以被表面安装于冰箱内部的顶面。可替代地，具有一深度(例如3毫米)的袋(未示出)可以形成在冰箱箱体的顶面中，使得照明器310与表面齐平。

图37-39示出了照明器410，其安装在冰箱箱体的垂直侧壁上，以照亮内部。照明器410可以在具有或不具有装饰条450的情况下安装，其中后者示于图38。

图40和41示出了照明器510，其安装在冰箱保鲜盒或抽屉500中。照明器510具有与其连接的反射器550，使得当抽屉500被使用者打开时，反射器550致动以将来自照明器510的光引导到抽屉500的开放区域中。

图42和43示出了安装在冰箱储存室抽屉600的顶部处的照明器610。照明器610具有类似于照明器110和210的结构。透镜630设计成使得由照明器610发出的光具有所需的穿过抽屉600的传播。在图44中，照明器710被示出为安装在冰箱中。照明器710大体类似于照明器610，不同之处在于照明器710可以发出不对称的照明图案，以在冷冻柜的前部或外端照明更多的空间。

参见图45和46，示出了照明器810，其具有印刷电路板820和透镜830。照明器810附接到面板802，并且具有镶边806。照明器810、印刷电路板820、透镜830、面板802和镶边806分别以与之前实施例的其类似编号的部件相同的方式运转，但具有以下不同。

照明器810使用全内反射(tir)的原理，以将光反射朝向照明目标区域。透镜830具有不对称或对称的形状，其具有tir光学表面831(图46)，并具有在透镜830和镶边806之间的空气间隙840，以提供tir效应。如图46所示，从发光二极管822发出的光击中表面831。由于表面831的形状以及在透镜830和空气间隙840之间的折射率的显著差异，实现了实质的或全部的tir。从印刷电路板822发出的未经内部反射的任何光线通过空气间隙840传送出透镜830，并弹射离开镶边806的反射面808。光线的路径以虚线示出。在照明器810中，透镜830和镶边806(具有反射面808)中的每个可以单独使用或彼此结合使用。

在任一上述实施例中，照明器10-810也可以可拆卸地连接到相关联的搁板或抽屉。该可拆卸的连接可以是例如卡扣连接。可拆卸地连接的照明器具有几个优点，例如允许照明器被单独出售，供客户选择期望的颜色温度，并且使照明器在无需更换整个搁板的情况下是可供使用的。照明器10-810也可以密封在相关的可在洗碗机中使用的搁板或抽屉上。

另外，在任一上述实施例中，照明器可以具有如下设计：其允许印刷电路板具有可变的led布局和密度、即led的数量，同时保持整体性能。因此，在不改变透镜或反射器的情况下，照明器的光强度可以是可扩展的。使用该特征，相同的透镜和壳体可以是例如100流明、200流明或300流明的具有所有相同的部件的照明器。因此，照明器可以具有可扩展的光输出和成本。此外，白色衬垫、灰色衬垫和黑色衬垫需要不同等级的光，以显得明亮。在可变led计数和密度的情况下，通用产品可以很容易地适应各种应用。

本发明的照明器的光学设计和光图案也可以通过模塑选自不同材料的透镜或外壳、例如通过模塑与白色塑料相比透明的透镜来改变。每种材料给出了略微不同的光学图案。

本发明的照明器也可以用来照亮在相关玻璃面板上显示的图形。照明器可以在面板下、在面板的顶部、穿过玻璃发光或者作为边缘照明。这对于使蚀刻到玻璃面板上的任何文字或标志、例如公司的品牌名称醒目，可以是特别有用的。

本发明的照明器也可以使用通过母线传输的电能放映在玻璃面板上，而不是必须用导线或其它传统方法将电能从搁板的后面移动到搁板的前边缘。这样的母线可以类似于用在商用冷却器门上使用的以将电能传送到玻璃的母线。如上所讨论的，电能还可以使用搁板组件的侧支架传送。

在本发明的任一照明器的情况下，反射表面可以应用到前部框架表面的内侧。前部框架的内表面可以充当反射器以将光投射入目标区域。

本发明还预期在任何上述照明器的情况下可以使用的特征，由此照明可以是交互式的。在搁板或照明器上可以具有感测器(例如红外感测器)，其感测人的存在(例如通过检测人的手)和改变所发射的光的强度。感测器也可以用来改变光的颜色。

在一些应用中，将涂层涂覆到玻璃面板和/或增强热量从固定到搁板的照明器到搁板的开放空气部分的传送的框架，可以是适合的。这将允许照明器执行更高的光输出。这样的涂层还可以用于提高照明器的反射特性。

虽然已经参照一个或多个特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员可以理解，可以在不偏离本发明的范围的情况下进行各种变化并且用等价物可以替代其要素。此外，可以进行许多修改，以便在不偏离其范围的情况下使特定情况或材料适合于本发明的教导。因此，意图是本发明不限于作为设想用于实施本发明的最佳模式公开的特定实施例。